【技术求助】【技术求助】建筑结构设计中,基础设计有哪些类型?如何选择?
问题背景:适用场景:工作中遇到的技术问题。问题背景:
项目类型:高层住宅项目
问题描述:
基础设计类型选择存在疑问
核心疑问:
1. 基础设计有哪些类型?
2. 各种类型的适用条件?
3. 如何选择基础类型?
求助要点:希望有经验的同行分享基础设计选择方法。 ...
问题描述:详见上述背景
已做尝试:(待补充,欢迎同行分享解决经验)
核心疑问:请有相关经验的同行提供解决方案或参考案例。 做基础设计这一块,选型选错了后面全是坑,我结合规范和个人经验把三个问题串起来说。
关于第一问:基础设计有哪些类型
常见的基础类型大体分两大类:
浅基础
■ 独立基础——单柱下一个,框架结构最常用
■ 条形基础——墙下或柱下成条布置,砌体结构和框架结构都有用
■ 筏板基础——整块大板覆盖全楼范围,分平板式和梁板式两种
■ 箱形基础——顶板底板加四周外墙形成箱体,刚度大,高层常用
深基础
■ 桩基础——通过桩把荷载传到深处好土层上,是高层住宅最常用的深基础形式
■ 沉井基础——筒状结构下沉到设计标高,筒体本身既是施工围护又是基础
■ 地下连续墙——既是基坑支护又是地下室墙体或者基础的一部分
桩基础按受力又分端承桩和摩擦桩,按施工方式分预制桩和灌注桩,这个后面说适用条件时再展开。
关于第二问:各种类型的适用条件
选型的核心就看三样东西:地质条件、建筑体型、经济性。下面按类型说:
独立基础
适用条件比较窄:地质条件好(承载力高、压缩性低的土层),建筑层数不多,柱距不大,竖向构件规整。一般用在多层框架、工业厂房这些。如果土质软或者荷载大就不要硬用了,涉及到软弱下卧层验算过不了。
条形基础
墙下条形基础在砌体结构里用得最多,柱下条形基础(也叫联合基础)适用于地基承载力中等、柱距不大的情况。柱下条形基础的好处是能协调柱间的不均匀沉降,比独立基础整体性好。
筏板基础
地质条件一般、承载力中等偏低的场地用得比较多。特别是高层住宅,地下室本身就需要底板,做成筏板能兼做基础,整体刚度好,调节不均匀沉降的能力强。平板式筏板施工简单,梁板式筏板刚度更大但模板和钢筋复杂一些。筏板的厚度根据冲切和受弯计算确定,一般高层住宅平板式筏板厚度800~1500mm的都有。
桩基础
地质条件差、浅层没有好土层的时候就得上桩了。端承桩适用于桩端能落到基岩或者承载力很高的硬土层上的情况;摩擦桩适用于桩身范围内没有明显持力层、靠桩侧摩阻力承担荷载的情况。高层住宅用灌注桩比较多(直径大、承载力高),多层和小高层也有用预制管桩的(施工快、造价相对低)。
特别注意:选桩型之前必须仔细看勘察报告,尤其是桩端持力层的厚度和均匀性,以及是否有软弱下卧层。这个疏忽了后面补桩的代价非常大。
这里列一个概念性的对照表,方便对比:
基础类型适用层数地质要求造价水平
独立基础多层为主承载力高、压缩性低较低
条形基础多层/小高层承载力中等以上中等偏低
筏板基础中高层/高层承载力中等偏低中等偏高
桩基础高层/超高层浅层无好土层较高
箱形基础和地下连续墙一般用在超高层或者地下室层数多的项目,普通住宅项目用到的概率不大,这里不展开了。
关于第三问:如何选择基础类型
这个没有标准答案,但可以给一个实操上的选型思路,按这个顺序走一般不会出大差错:
第一步:拿到勘察报告先把这几个关键参数拎出来
■ 各层土的承载力特征值和压缩模量
■ 地下水位和腐蚀性评价
■ 场地类别和抗震设防烈度
■ 是否有软弱下卧层、液化土层等不利地质条件
第二步:看建筑方案
■ 层数、结构体系(剪力墙还是框架-剪力墙)
■ 有没有地下室、几层地下室
■ 荷载大概有多大(初步估算单柱或者单段墙肢的轴力)
第三步:做概念性比选
■ 如果浅层有承载力不错的土层且荷载不算太大,优先考虑筏板基础,造价最低施工最方便
■ 如果浅层土还行但承载力一般或者有不均匀沉降风险,可以比选筏板基础和桩基础,看哪个经济
■ 如果浅层土承载力不够、或者有较厚的软弱层,那就只能上桩基础了
第四步:做经济性比较
同一个项目可以做两到三个方案比选,算一下每种方案的材料用量、施工工期、造价。有时候桩基础虽然本身贵,但能减少基坑开挖量和降水费用,综合算下来不一定比筏板贵。
几点实操经验分享
■ 高层住宅项目,如果有地下室,筏板基础是使用频率最高的,很多项目干脆就是利用地下室底板直接做筏板,一举两得
■ 桩基础一定要做试桩,尤其是灌注桩,桩端沉渣厚度、桩身完整性这些出了事很难补救
■ 筏板基础厚度别拍脑袋定,按冲切计算来,特别是剪力墙结构,墙下冲切往往是控制工况
■ 抗震设防烈度高的地区,基础选型还要考虑桩基或者筏板在地震作用下的水平承载力,这个在《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011和《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021里都有规定,后者是全文强制性规范,必须严格执行,具体条文请以最新发布的规范原文为准
■ 勘察报告里说"建议采用桩基础"只是建议,最终选型是结构设计人员结合上部结构方案和造价综合确定的,不要盲从勘察建议
以上信息基于训练数据覆盖时间范围内的公开信息和规范版本,规范具体条文请以主管部门最新发布的版本为准,尤其GB 55002、GB 55003等全文强制性规范实施后对应的旧规范部分条文已废止,引用时务必核实。
基础设计最终以正式施工图为准,具体方案建议由具备资质的注册结构工程师结合项目实际情况确定。
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